JP6929443B2

JP6929443B2 - Battery stack forming device and battery stack forming method

Info

Publication number: JP6929443B2
Application number: JP2020508819A
Authority: JP
Inventors: 昭雄桑田; 拓郎梶谷; 裕貴中山
Original assignee: Envision AESC Japan Ltd
Current assignee: AESC Japan Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: US20210013481A1; JPWO2019187042A1; WO2019187042A1; US11411286B2

Description

本発明は、電池スタック形成装置、および電池スタック形成方法に関する。 The present invention relates to a battery stack forming apparatus and a battery stack forming method.

車両に搭載される電池モジュールは、電極タブを備える扁平な単電池を複数枚積層した電池スタックを有している（特許文献１を参照）。それぞれの単電池の電極タブは、他の単電池の電極タブと、導電性を備えるバスバーによって電気的に接続される。電極タブとバスバーとはレーザー溶接によって接合されている。 The battery module mounted on the vehicle has a battery stack in which a plurality of flat cells having electrode tabs are stacked (see Patent Document 1). The electrode tabs of each cell are electrically connected to the electrode tabs of the other cell by a conductive bus bar. The electrode tab and the bus bar are joined by laser welding.

単電池は、スペーサーによって支持された状態において積層される。単電池を積層すると、積層方向に隣り合うスペーサー同士が接触する。単電池の外装材（ラミネートフィルムなど）は連結孔を有し、スペーサーは連結ピンを有している。連結孔に連結ピンを挿通し、連結ピンの先端を熱カシメすることによって、スペーサーと単電池とが接続されている。各スペーサーは、位置決ピンと位置決穴とを有している。積層方向に隣り合うスペーサーの位置は、位置決ピンと位置決穴との嵌め合いによって定まる。 The cells are stacked while being supported by spacers. When the cells are stacked, the spacers adjacent to each other in the stacking direction come into contact with each other. The exterior material of the cell (such as a laminated film) has a connecting hole, and the spacer has a connecting pin. The spacer and the cell are connected by inserting the connecting pin through the connecting hole and heat caulking the tip of the connecting pin. Each spacer has a positioning pin and a positioning hole. The positions of the spacers adjacent to each other in the stacking direction are determined by the fitting of the positioning pin and the positioning hole.

国際公開第２０１７／０６８７０３号International Publication No. 2017/068703

電極タブとバスバーとをレーザー溶接する場合、高品位の溶接品質を確保するために、電極タブとバスバーとの間に隙間が生じないように、電極タブの位置とバスバーの位置を管理しなければならない。そのため、単電池の位置を高精度に保って、単電池を積層することが必要である。 When laser welding the electrode tab and the bus bar, in order to ensure high quality welding, the position of the electrode tab and the position of the bus bar must be controlled so that there is no gap between the electrode tab and the bus bar. It doesn't become. Therefore, it is necessary to keep the position of the cell cells with high accuracy and stack the cell cells.

特許文献１に記載された電池スタックは、積層方向に隣り合うスペーサーに位置決め部材（位置決ピン、位置決穴）を備えることによって、単電池の位置を定めている。しかしながら、位置決め部材同士の間にはクリアランスが存在し、単電池の連結孔とスペーサーの連結ピンとの間にもクリアランスが存在する。これらクリアランスの存在によって、単電池の位置は、僅かではあるものの、ばらつきが生じている。この結果、電極タブの位置がばらつき、電極タブとバスバーとをレーザー溶接した場合の溶接品質に多少のばらつきが生じるおそれがある。 In the battery stack described in Patent Document 1, the position of a cell is determined by providing a positioning member (positioning pin, positioning hole) in spacers adjacent to each other in the stacking direction. However, there is a clearance between the positioning members, and there is also a clearance between the connecting hole of the cell and the connecting pin of the spacer. Due to the presence of these clearances, the positions of the cell cells vary slightly. As a result, the positions of the electrode tabs may vary, and the welding quality when the electrode tabs and the bus bar are laser-welded may vary slightly.

本発明は、単電池の位置を高精度に保って単電池を積層することができる電池スタック形成装置、および電池スタック形成方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery stack forming apparatus capable of stacking cells while maintaining the position of the cells with high accuracy, and a battery stack forming method.

上記目的を達成する本発明に係る電池スタック形成装置は、発電要素を含む本体部と電極タブとを備える扁平な単電池を、前記本体部の厚み方向に複数枚積層して電池スタックを形成する装置である。電池スタック形成装置は、前記単電池を保持して積層する積層ロボットと、前記積層ロボットによって保持された前記単電池の前記電極タブにおける少なくとも２箇所に設定された基準部の位置を検出する検出部と、制御部と、前記電極タブが相対的に押し付けられる基準ブロックと、を有している。前記制御部は、前記積層ロボットおよび前記検出部の作動を制御する。前記制御部は、前記積層ロボットによって前記単電池を保持し、前記電極タブを前記基準ブロックに相対的に押し付けることによって前記電極タブの姿勢を矯正した状態において前記検出部によって前記基準部のそれぞれの位置を検出し、前記基準部のそれぞれの位置を、前記電池スタックを形成するときの予め設定された積層基準位置のそれぞれに一致させて積層する。 The battery stack forming apparatus according to the present invention that achieves the above object forms a battery stack by stacking a plurality of flat cell cells including a main body including a power generation element and an electrode tab in the thickness direction of the main body. It is a device. The battery stack forming device is a stacking robot that holds and stacks the cells, and a detection unit that detects the positions of reference portions set at at least two locations on the electrode tabs of the cells held by the stacking robot. It has a control unit and a reference block to which the electrode tabs are relatively pressed. The control unit controls the operation of the stacking robot and the detection unit. The control unit holds the cell by the stacking robot, and in a state where the posture of the electrode tab is corrected by pressing the electrode tab relative to the reference block, each of the reference units is corrected by the detection unit. The position is detected, and each position of the reference portion is aligned with each of the preset stacking reference positions when forming the battery stack, and the stacking is performed.

また、上記目的を達成する本発明に係る電池スタック形成方法は、発電要素を含む本体部と電極タブとを備える扁平な単電池を、前記本体部の厚み方向に複数枚積層して電池スタックを形成する方法である。電池スタック形成方法は、まず、前記電極タブを基準ブロックに相対的に押し付けることによって、前記電極タブの姿勢を矯正した状態において前記電極タブの少なくとも２箇所に設定された基準部の位置を検出する。そして、前記基準部のそれぞれの位置を、前記電池スタックを形成するときの予め設定された積層基準位置のそれぞれに一致させて、複数枚の前記単電池を積層する。 Further, in the battery stack forming method according to the present invention that achieves the above object, a plurality of flat cell cells including a main body including a power generation element and an electrode tab are laminated in the thickness direction of the main body to form a battery stack. It is a method of forming. In the battery stack forming method, first, by pressing the electrode tab relative to the reference block, the positions of the reference portions set at at least two positions of the electrode tab are detected in a state where the posture of the electrode tab is corrected. .. Then, each position of the reference portion is made to match each of the preset stacking reference positions when the battery stack is formed, and the plurality of the cells are laminated.

電池モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the battery module. 図１に示される電池モジュールの一部を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which shows the part of the battery module shown in FIG. 1 by disassembling. 電極タブを備える扁平な単電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the flat cell cell which provided an electrode tab. 単電池にスペーサーを取り付けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attached the spacer to the cell. 積層した単電池の電極タブにバスバーをレーザー接合している状態の要部を断面で示す側面図である。It is a side view which shows the main part in the state which the bus bar is laser-bonded to the electrode tab of a laminated cell cell in the cross section. 電池スタック形成装置の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the battery stack forming apparatus. 電池スタック形成装置によって単電池を積層する様子を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the state of stacking the cell | cell by the battery stack forming apparatus. 単電池の姿勢を補正する前の状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state before correcting the posture of a cell cell. 単電池をＸ−Ｙの２軸方向に補正した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which corrected the cell in the biaxial direction of XY. 図６Ｂに続けて、単電池をＺ軸を中心に回転補正した状態を示す説明図である。Following FIG. 6B, it is an explanatory diagram showing a state in which the cell is rotated and corrected around the Z axis. 電池スタック形成装置の要部を示す側面図である。It is a side view which shows the main part of the battery stack forming apparatus. 電池スタック形成装置の天板部を示す平面図である。It is a top view which shows the top plate part of the battery stack forming apparatus. 電池スタック形成装置の要部を示す平面図である。It is a top view which shows the main part of the battery stack forming apparatus. 電池スタック形成装置の要部を示す正面図である。It is a front view which shows the main part of the battery stack forming apparatus. 図９の１１−１１線に沿う断面図であり、押し付け部のタブ用吸引パッドが電極タブを吸引する前の状態を示す断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line 11-11 of FIG. 9, which is a cross-sectional view showing a state before the tab suction pad of the pressing portion sucks the electrode tab. 図９の１１−１１線に沿う断面図であり、押し付け部のタブ用吸引パッドが電極タブを吸引し、電極タブが検出部の基準ブロックに押し付けられた状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line 11-11 of FIG. 9, showing a state in which the tab suction pad of the pressing portion sucks the electrode tab and the electrode tab is pressed against the reference block of the detecting portion. 基準部の位置を検出するときに電極タブの姿勢を矯正する必要性を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the necessity to correct the posture of an electrode tab when detecting the position of a reference part. 電池スタック形成装置によって、電極タブの位置を基準にして単電池を積層する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of stacking a cell with reference to the position of an electrode tab by a battery stack forming apparatus. 電極タブに設定される基準部の実施形態の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the embodiment of the reference part set on the electrode tab. 電極タブに設定される基準部の改変例１を示す平面図である。It is a top view which shows the modification 1 of the reference part set on the electrode tab. 電極タブに設定される基準部の改変例２を示す平面図である。It is a top view which shows the modification 2 of the reference part set on the electrode tab. 電極タブに設定される基準部の改変例３を示す平面図である。It is a top view which shows the modification 3 of the reference part set on the electrode tab. 電極タブに設定される基準部の改変例４を示す平面図である。It is a top view which shows the modification 4 of the reference part set on the electrode tab. 電極タブに設定される基準部の改変例５を示す平面図である。It is a top view which shows the modification 5 of the reference part set on the electrode tab.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the drawings, the same members are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In the drawings, the size and ratio of each member may be exaggerated to facilitate understanding of the embodiment and may differ from the actual size and ratio.

図に付したＸ−Ｙ−Ｚ軸は、電池モジュール１００の方位を示している。Ｘ軸は、単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の長手方向に沿った方向を示している。Ｙ軸は、単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の短手方向に沿った方向を示している。Ｚ軸は、単電池１１０の積層方向を示している。 The XYZ axes shown in the figure indicate the orientation of the battery module 100. The X-axis intersects the stacking direction of the cell 110 and indicates a direction along the longitudinal direction of the cell 110. The Y-axis intersects the stacking direction of the cell 110 and indicates a direction along the lateral direction of the cell 110. The Z-axis indicates the stacking direction of the cell 110.

（電池モジュール１００）
まず、電池スタックを含む電池モジュールについて説明する。(Battery module 100)
First, a battery module including a battery stack will be described.

図１、および図２を参照して、電池モジュール１００は、扁平な複数の単電池１１０を積層してなる電池スタック１１０Ｓがモジュールケース１２０内に収納されている。モジュールケース１２０は、４枚の板部材から構成され、電池スタック１１０Ｓを加圧する加圧ユニットとしても機能する。複数の単電池１１０は、モジュールケース１２０によって加圧された状態において、バスバーユニット１３０によって電気的に接続される。 With reference to FIGS. 1 and 2, in the battery module 100, a battery stack 110S formed by stacking a plurality of flat cell units 110 is housed in a module case 120. The module case 120 is composed of four plate members and also functions as a pressurizing unit for pressurizing the battery stack 110S. The plurality of cell cells 110 are electrically connected by the bus bar unit 130 in a state of being pressurized by the module case 120.

図３Ａ、図３Ｂ、および図４を参照して、単電池１１０は、例えば、扁平なリチウムイオン二次電池である。単電池１１０は、発電要素１１１を一対のラミネートフィルム１１２によって封止した本体部１１０Ｈと、薄板状の電極タブ１１３と、を有している。発電要素１１１は、正極と負極とをセパレータを介して積層して形成されている。発電要素１１１は、電解液とともにラミネートフィルム１１２によって封止されている。 With reference to FIGS. 3A, 3B, and 4, the cell 110 is, for example, a flat lithium ion secondary battery. The cell 110 has a main body 110H in which the power generation element 111 is sealed by a pair of laminated films 112, and a thin plate-shaped electrode tab 113. The power generation element 111 is formed by laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator. The power generation element 111 is sealed with a laminate film 112 together with the electrolytic solution.

ラミネートフィルム１１２は、絶縁性を備えたシートによって金属箔の両側を覆って構成されている。ラミネートフィルム１１２は、四隅に連結孔１１２ａが形成されている。ラミネートフィルム１１２は、長手方向Ｘに沿った両端部１１２ｄを、積層方向Ｚの上方に向かって折り曲げて形成している。 The laminated film 112 is configured by covering both sides of the metal foil with an insulating sheet. The laminated film 112 has connecting holes 112a formed at its four corners. The laminated film 112 is formed by bending both end portions 112d along the longitudinal direction X upward in the laminating direction Z.

電極タブ１１３は、発電要素１１１に電気的に接続され、ラミネートフィルム１１２から外部に導出されている。電極タブ１１３は、アノード側電極タブ１１３Ａと、カソード側電極タブ１１３Ｋとを有している。アノード側電極タブ１１３Ａおよびカソード側電極タブ１１３Ｋはともに、ラミネートフィルム１１２の短手方向Ｙに沿う一端部から、長手方向Ｘに沿う一方向（図３Ａにおいて左手前側）に向かって伸びている。 The electrode tab 113 is electrically connected to the power generation element 111 and is led out from the laminate film 112 to the outside. The electrode tab 113 has an anode-side electrode tab 113A and a cathode-side electrode tab 113K. Both the anode-side electrode tab 113A and the cathode-side electrode tab 113K extend from one end of the laminated film 112 along the lateral direction Y toward one direction (left front side in FIG. 3A) along the longitudinal direction X.

電極タブ１１３は、基端部１１３ｃから先端部１１３ｄにかけてＬ字形状に折り曲げ形成されている。電極タブ１１３の先端部１１３ｄは、バスバー１３２と対面するように面状に形成されている。なお、電極タブ１１３は図示したＬ字形状に限定されない、バスバー１３２の形状との関係において、適宜の形状を有する。アノード側電極タブ１１３Ａの形成材料は、例えば、アルミニウムであり、カソード側電極タブ１１３Ｋの形成材料は、例えば、銅である。 The electrode tab 113 is formed by bending in an L shape from the base end portion 113c to the tip end portion 113d. The tip 113d of the electrode tab 113 is formed in a planar shape so as to face the bus bar 132. The electrode tab 113 has an appropriate shape in relation to the shape of the bus bar 132, which is not limited to the L-shape shown in the figure. The forming material of the anode side electrode tab 113A is, for example, aluminum, and the forming material of the cathode side electrode tab 113K is, for example, copper.

図３Ｂを参照して、単電池１１０は、電極タブ１１３を備えた側が一対の第１スペーサー１１４によって支持され、電極タブ１１３を備えていない側が一対の第２スペーサー１１５によって支持されている。単電池１１０は、各スペーサー１１４、１１５によって支持された状態において積層される。第１スペーサー１１４には、ラミネートフィルム１１２の連結孔１１２ａに挿通される連結ピン１１４ａが形成され、第２スペーサー１１５には、連結孔１１２ａに挿通される連結ピン１１５ａが形成されている。連結ピン１１４ａ、１１５ａの先端を熱カシメすることによって、各スペーサー１１４、１１５は、ラミネートフィルム１１２に接続される。各スペーサー１１４、１１５は、絶縁性を備えた強化プラスチックスから形成される。連結孔１１２ａの内周面と連結ピン１１４ａ、１１５ａの外周面との間のクリアランスは比較的大きい。このため、連結孔１１２ａと連結ピン１１４ａ、１１５ａとが嵌り合っていても、単電池１１０の姿勢あるいは位置を補正するときの妨げとはならない。 With reference to FIG. 3B, the cell 110 is supported by a pair of first spacers 114 on the side with the electrode tabs 113 and by a pair of second spacers 115 on the side without the electrode tabs 113. The cell 110 is stacked in a state of being supported by the spacers 114 and 115, respectively. The first spacer 114 is formed with a connecting pin 114a to be inserted into the connecting hole 112a of the laminated film 112, and the second spacer 115 is formed with a connecting pin 115a to be inserted into the connecting hole 112a. The spacers 114 and 115 are connected to the laminate film 112 by heat caulking the tips of the connecting pins 114a and 115a. Each of the spacers 114 and 115 is made of insulating reinforced plastic. The clearance between the inner peripheral surface of the connecting hole 112a and the outer peripheral surface of the connecting pins 114a and 115a is relatively large. Therefore, even if the connecting holes 112a and the connecting pins 114a and 115a are fitted to each other, it does not hinder the correction of the posture or position of the cell 110.

第１スペーサー１１４は、その長手方向（短手方向Ｙ）の両端に載置部１１４ｂを有し、第２スペーサー１１５は、その長手方向（短手方向Ｙ）の両端に載置部１１５ｂを有している。単電池１１０を積層するとき、第１スペーサー１１４は、積層方向に隣り合う載置部１１４ｂ同士が接触し、第２スペーサー１１５は、積層方向に隣り合う載置部１１５ｂ同士が接触する。載置部１１４ｂ、１１５ｂの上面には、ピン１１４ｃ、１１５ｃが形成されている。載置部１１４ｂの下面には、ピン１１４ｃの位置に対応した穴１１４ｄが形成されている（図４を参照）。載置部１１５ｂの下面にも同様に、ピン１１５ｃの位置に対応した穴（図示省略）が形成されている。穴１１４ｄの内周面とピン１１４ｃ、１１５ｃの外周面との間のクリアランスは比較的大きい。このため、穴１１４ｄとピン１１４ｃ、１１５ｃとが嵌り合っていても、単電池１１０の姿勢あるいは位置を補正するときの妨げとはならない。載置部１１４ｂ、１１５ｂには、通しボルトを挿通する貫通孔１１４ｅ、１１５ｅが形成されている。第１スペーサー１１４は、図４に示すように、電極タブ１１３の先端部１１３ｄをバスバー１３２とは反対側から支持する支持部１１４ｆを有している。 The first spacer 114 has mounting portions 114b at both ends in the longitudinal direction (short direction Y), and the second spacer 115 has mounting portions 115b at both ends in the longitudinal direction (short direction Y). doing. When stacking the cells 110, the first spacer 114 is in contact with the mounting portions 114b adjacent to each other in the stacking direction, and the second spacer 115 is in contact with the mounting portions 115b adjacent to each other in the stacking direction. Pins 114c and 115c are formed on the upper surfaces of the mounting portions 114b and 115b. A hole 114d corresponding to the position of the pin 114c is formed on the lower surface of the mounting portion 114b (see FIG. 4). Similarly, a hole (not shown) corresponding to the position of the pin 115c is formed on the lower surface of the mounting portion 115b. The clearance between the inner peripheral surface of the hole 114d and the outer peripheral surfaces of the pins 114c and 115c is relatively large. Therefore, even if the holes 114d and the pins 114c and 115c are fitted to each other, they do not hinder the correction of the posture or position of the cell 110. Through holes 114e and 115e through which through bolts are inserted are formed in the mounting portions 114b and 115b. As shown in FIG. 4, the first spacer 114 has a support portion 114f that supports the tip portion 113d of the electrode tab 113 from the side opposite to the bus bar 132.

モジュールケース１２０は、電池スタック１１０Ｓの各々の単電池１１０の発電要素１１１を上下から加圧する上部加圧板１２１と下部加圧板１２２、および電池スタック１１０Ｓを加圧した状態の上部加圧板１２１および下部加圧板１２２を固定する一対の側板１２３を含んでいる。上部加圧板１２１は、電池モジュール１００を図示しないパックケースに対して固定する締結ボルトを挿入するロケート孔１２１ｂが形成されている。下部加圧板１２２も同様に、締結ボルトを挿入するロケート孔１２２ｂが形成されている。一対の側板１２３は、上部加圧板１２１および下部加圧板１２２に対して溶接している。モジュールケース１２０の形成材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレスなどから形成することができる。 The module case 120 includes an upper pressurizing plate 121 and a lower pressurizing plate 122 that pressurize the power generation element 111 of each cell 110 of the battery stack 110S from above and below, and an upper pressurizing plate 121 and a lower pressurizing plate 121 and a lower pressurizing plate in a state where the battery stack 110S is pressurized. It includes a pair of side plates 123 for fixing the pressure plate 122. The upper pressurizing plate 121 is formed with a locate hole 121b into which a fastening bolt for fixing the battery module 100 to a pack case (not shown) is inserted. Similarly, the lower pressure plate 122 is also formed with a locate hole 122b into which a fastening bolt is inserted. The pair of side plates 123 are welded to the upper pressure plate 121 and the lower pressure plate 122. The material for forming the module case 120 is not particularly limited, but can be formed from, for example, stainless steel.

バスバーユニット１３０は、上下に並んだ単電池１１０の電極タブ１１３を電気的に接続するバスバー１３２と、複数のバスバー１３２を一体的に保持するバスバーホルダ１３１と、バスバー１３２を保護する保護カバー１３５とを有する。バスバーユニット１３０はさらに、電気的に接続された複数の単電池１１０のアノード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるアノード側ターミナル１３３と、カソード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるカソード側ターミナル１３４とを有する。 The bus bar unit 130 includes a bus bar 132 that electrically connects the electrode tabs 113 of the vertically arranged cell cells 110, a bus bar holder 131 that integrally holds the plurality of bus bars 132, and a protective cover 135 that protects the bus bars 132. Has. The bus bar unit 130 further has an anode-side terminal 133 having an anode-side terminal of a plurality of electrically connected cells 110 facing an external input / output terminal, and a cathode-side terminal facing an external input / output terminal. It has a cathode side terminal 134.

図４に示すように、積層した単電池１１０の電極タブ１１３にバスバー１３２をレーザー接合するときには、図示しないレーザー発振器は、バスバー１３２にレーザー光Ｌ１を照射する。バスバー１３２と電極タブ１１３の先端部１１３ｄとは、シーム溶接またはスポット溶接によって接合される。電極タブ１１３とバスバー１３２とをレーザー溶接する場合、高品位の溶接品質を確保するために、電極タブ１１３とバスバー１３２との間に隙間が生じないように、電極タブ１１３の位置とバスバー１３２の位置を管理しなければならない。そのためにも、単電池１１０の位置を高精度に保って、単電池１１０を積層することが必要である。 As shown in FIG. 4, when the bus bar 132 is laser-bonded to the electrode tab 113 of the stacked cells 110, a laser oscillator (not shown) irradiates the bus bar 132 with laser light L1. The bus bar 132 and the tip 113d of the electrode tab 113 are joined by seam welding or spot welding. When laser welding the electrode tab 113 and the bus bar 132, the position of the electrode tab 113 and the bus bar 132 are arranged so that there is no gap between the electrode tab 113 and the bus bar 132 in order to ensure high-quality welding quality. You have to manage the position. For that purpose, it is necessary to keep the position of the cell 110 with high accuracy and stack the cell 110.

（電池スタック形成装置１０）
実施形態に係る電池スタック形成装置１０を説明する。図５Ａは、電池スタック形成装置１０の構成を模式的に示す平面図、図５Ｂは、電池スタック形成装置１０によって単電池１１０を積層する様子を模式的に示す側面図である。図６Ａは、単電池１１０の姿勢を補正する前の状態を示す説明図、図６Ｂは、単電池１１０をＸ−Ｙの２軸方向に補正した状態を示す説明図、図６Ｃは、図６Ｂに続けて、単電池１１０をＺ軸を中心に回転補正した状態を示す説明図である。(Battery stack forming device 10)
The battery stack forming apparatus 10 according to the embodiment will be described. FIG. 5A is a plan view schematically showing the configuration of the battery stack forming device 10, and FIG. 5B is a side view schematically showing how the cell stack 110 is stacked by the battery stack forming device 10. FIG. 6A is an explanatory diagram showing a state before the posture of the cell 110 is corrected, FIG. 6B is an explanatory diagram showing a state in which the cell 110 is corrected in the biaxial directions of XY, and FIG. 6C is FIG. 6B. It is explanatory drawing which shows the state which corrected the rotation of the cell 110 about the Z axis.

電池スタック形成装置１０は、概説すると、発電要素１１１を含む本体部１１０Ｈと電極タブ１１３とを備える扁平な単電池１１０を、本体部１１０Ｈの厚み方向に複数枚積層して電池スタック１１０Ｓを形成する装置である。電池スタック形成装置１０は、単電池１１０を保持して積層する積層ロボット２０と、積層ロボット２０によって保持された単電池１１０の電極タブ１１３における少なくとも２箇所に設定された基準部３０の位置を検出する検出部４０と、を有している。電池スタック形成装置１０はさらに、積層ロボット２０および検出部４０の作動を制御する制御部５０を有している。制御部５０は、積層ロボット２０によって単電池１１０を保持し、検出部４０によって基準部３０のそれぞれの位置を検出する。そして、制御部５０は、基準部３０のそれぞれの位置を、電池スタック１１０Ｓを形成するときの予め設定された積層基準位置６０のそれぞれに一致させて積層する。以下、詳述する。 Generally speaking, the battery stack forming device 10 forms a battery stack 110S by stacking a plurality of flat cell units 110 including a main body 110H including a power generation element 111 and an electrode tab 113 in the thickness direction of the main body 110H. It is a device. The battery stack forming device 10 detects the positions of the stacking robot 20 that holds and stacks the cell 110 and the reference unit 30 set at at least two positions on the electrode tab 113 of the cell 110 held by the stacking robot 20. It has a detection unit 40 and a detection unit 40. The battery stack forming device 10 further includes a control unit 50 that controls the operation of the stacking robot 20 and the detection unit 40. The control unit 50 holds the cell 110 by the stacking robot 20, and detects the respective positions of the reference unit 30 by the detection unit 40. Then, the control unit 50 stacks the reference units 30 so as to coincide with each of the preset stacking reference positions 60 when the battery stack 110S is formed. The details will be described below.

積層ロボット２０は、一般的な産業用ロボットから構成されている。例えば、水平方向にアームが動作する水平多関節ロボット（ＳＣＡＲＡ）などを使用することができる。積層ロボット２０は、搬入テーブル２１に搬入された単電池１１０を保持し、保持した単電池１１０の姿勢を補正した後、電池スタック１１０Ｓを形成する治具２２の上に順次積層する。図示しないロボットあるいはベルトコンベアなどによって、積層される単電池１１０は、搬入テーブル２１の上に搬入される。 The laminated robot 20 is composed of a general industrial robot. For example, a horizontal articulated robot (SCARA) in which the arm operates in the horizontal direction can be used. The stacking robot 20 holds the cell 110 carried into the carry-in table 21, corrects the posture of the held cell 110, and then sequentially stacks the cells 110 on the jig 22 forming the battery stack 110S. The stacked cell cells 110 are carried onto the carry-in table 21 by a robot (not shown), a belt conveyor, or the like.

電極タブ１１３は、図４に示したように、基端部１１３ｃから先端部１１３ｄにかけてＬ字形状に折り曲げ形成されている。電極タブ１１３の先端部１１３ｄは、バスバー１３２と対面するように面状に形成されている。 As shown in FIG. 4, the electrode tab 113 is formed by being bent into an L shape from the base end portion 113c to the tip end portion 113d. The tip 113d of the electrode tab 113 is formed in a planar shape so as to face the bus bar 132.

電極タブ１１３は、少なくとも２箇所に設定された基準部３０を有している。基準部３０は、その位置を特定できる限りにおいて構成は特に限定されない。基準部３０は、例えば、貫通穴、止まり穴、切り欠き、あるいは刻印されたマークなどから構成することができる。 The electrode tab 113 has reference portions 30 set at at least two locations. The configuration of the reference unit 30 is not particularly limited as long as its position can be specified. The reference portion 30 can be composed of, for example, a through hole, a blind hole, a notch, an engraved mark, or the like.

図示例では、電極タブ１１３の基準部３０は、第１基準部３１と第２基準部３２とを含んでいる。第１基準部３１および第２基準部３２は、貫通穴から形成されている。第１基準部３１および第２基準部３２は、電極タブ１１３の基端部１１３ｃに形成されている。基端部１１３ｃは水平面に位置する。以下の説明においては、第１基準部３１を第１検査穴３１といい、第２基準部３２を第２検査穴３２という。アノード側電極タブ１１３Ａは第１検査穴３１を有し、カソード側電極タブ１１３Ｋは第２検査穴３２を有している。第１検査穴３１の中心と第２検査穴３２の中心とを結ぶ線分の長さが長くなるように、第１検査穴３１および第２検査穴３２は、できるだけ離間して形成されている。単電池１１０の位置補正の精度が向上するからである。図６Ｃを参照して、第１検査穴３１は、アノード側電極タブ１１３Ａの右端寄りに形成され、第２検査穴３２は、カソード側電極タブ１１３Ｋの左端寄りに形成されている。 In the illustrated example, the reference portion 30 of the electrode tab 113 includes the first reference portion 31 and the second reference portion 32. The first reference portion 31 and the second reference portion 32 are formed from through holes. The first reference portion 31 and the second reference portion 32 are formed at the base end portion 113c of the electrode tab 113. The base end portion 113c is located on a horizontal plane. In the following description, the first reference portion 31 is referred to as a first inspection hole 31, and the second reference portion 32 is referred to as a second inspection hole 32. The anode-side electrode tab 113A has a first inspection hole 31, and the cathode-side electrode tab 113K has a second inspection hole 32. The first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 are formed as far apart as possible so that the length of the line segment connecting the center of the first inspection hole 31 and the center of the second inspection hole 32 becomes long. .. This is because the accuracy of the position correction of the cell 110 is improved. With reference to FIG. 6C, the first inspection hole 31 is formed near the right end of the anode side electrode tab 113A, and the second inspection hole 32 is formed near the left end of the cathode side electrode tab 113K.

検出部４０は、基準部３０の位置を検出することができる限りにおいて構成は特に限定されない。図示例では、検出部４０は、ＣＣＤイメージセンサを備えたカメラ４１を有している。検出部４０は、カメラ４１によって撮像した画像データを画像処理する処理部を含んでいる。検出部４０は、撮像した画像データを処理部において画像解析することによって、第１検査穴３１および第２検査穴３２のそれぞれの位置を検出する。 The configuration of the detection unit 40 is not particularly limited as long as the position of the reference unit 30 can be detected. In the illustrated example, the detection unit 40 has a camera 41 provided with a CCD image sensor. The detection unit 40 includes a processing unit that processes image data captured by the camera 41. The detection unit 40 detects the positions of the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 by performing image analysis on the captured image data in the processing unit.

制御部５０は、ＣＰＵやメモリを主体に構成され、積層ロボット２０や検出部４０の作動を制御する。制御部５０は、検出部４０によって検出された第１検査穴３１および第２検査穴３２のそれぞれの位置データが入力される。制御部５０は、検出部４０の処理部としても機能している。制御部５０は、カメラ４１によって撮像した画像データが入力され、画像データを画像解析することによって、第１検査穴３１および第２検査穴３２のそれぞれの位置を検出する。制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、積層ロボット２０が保持する単電池１１０の姿勢を補正する。補正は、第１検査穴３１および第２検査穴３２のそれぞれの位置を、電池スタック１１０Ｓを形成するときの予め設定された積層基準位置６０のそれぞれに一致させるように行なう。制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、姿勢が補正された単電池１１０を順次積層する。 The control unit 50 is mainly composed of a CPU and a memory, and controls the operation of the stacking robot 20 and the detection unit 40. The control unit 50 is input with the position data of each of the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 detected by the detection unit 40. The control unit 50 also functions as a processing unit of the detection unit 40. The control unit 50 receives the image data captured by the camera 41 and detects the positions of the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 by performing image analysis on the image data. The control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and corrects the posture of the cell 110 held by the stacking robot 20. The correction is performed so that the positions of the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 match each of the preset stacking reference positions 60 when the battery stack 110S is formed. The control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and sequentially stacks the posture-corrected cell units 110.

図示省略するが、積層される単電池１１０同士の間には、接着剤あるいは粘着剤が塗布されている。 Although not shown, an adhesive or an adhesive is applied between the stacked cells 110.

前述したように、各スペーサー１１４、１１５はラミネートフィルム１１２に連結されている。ただし、連結孔１１２ａの内周面と連結ピン１１４ａ、１１５ａの外周面との間のクリアランスは比較的大きい。このため、連結孔１１２ａと連結ピン１１４ａ、１１５ａとが嵌り合っていても、単電池１１０の姿勢あるいは位置を補正するときの妨げとはならない。また、各スペーサー１１４、１１５は、積層方向に隣り合う載置部１１４ｂ、１１５ｂ同士が連結されている。ただし、穴１１４ｄの内周面とピン１１４ｃ、１１５ｃの外周面との間のクリアランスは比較的大きい。このため、穴１１４ｄとピン１１４ｃ、１１５ｃとが嵌り合っていても、単電池１１０の姿勢あるいは位置を補正するときの妨げとはならない。 As described above, the spacers 114 and 115 are connected to the laminated film 112. However, the clearance between the inner peripheral surface of the connecting hole 112a and the outer peripheral surface of the connecting pins 114a and 115a is relatively large. Therefore, even if the connecting holes 112a and the connecting pins 114a and 115a are fitted to each other, it does not hinder the correction of the posture or position of the cell 110. Further, the spacers 114 and 115 are connected to each other by mounting portions 114b and 115b adjacent to each other in the stacking direction. However, the clearance between the inner peripheral surface of the hole 114d and the outer peripheral surfaces of the pins 114c and 115c is relatively large. Therefore, even if the holes 114d and the pins 114c and 115c are fitted to each other, they do not hinder the correction of the posture or position of the cell 110.

図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃを参照して、単電池１１０の姿勢補正について説明する。 The posture correction of the cell 110 will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C.

上述したように、電極タブ１１３の基準部３０は、第１検査穴３１と第２検査穴３２とを含んでいる。積層基準位置６０は、第１検査穴３１を位置させる第１基準位置６１、第２検査穴３２を位置させる第２基準位置６２、および第１基準位置６１と第２基準位置６２とを結ぶ線分の中点を位置させる第３基準位置６３を含んでいる。制御部５０は、検出した第１検査穴３１の中心位置および第２検査穴３２の中心位置に基づいて、第１検査穴３１と第２検査穴３２とを結ぶ線分の中点３３の位置を求める。 As described above, the reference portion 30 of the electrode tab 113 includes the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32. The stacking reference position 60 is a line connecting the first reference position 61 where the first inspection hole 31 is located, the second reference position 62 where the second inspection hole 32 is located, and the first reference position 61 and the second reference position 62. It includes a third reference position 63 that positions the midpoint of the line segment. The control unit 50 determines the position of the midpoint 33 of the line segment connecting the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 based on the detected center position of the first inspection hole 31 and the center position of the second inspection hole 32. Ask for.

図６Ａに示すように、制御部５０は、まず、中点３３を第３基準位置６３に位置させるために必要なＸ方向の補正量ｘ（ｍｍ）、Ｙ方向の補正量ｙ（ｍｍ）を求める。さらに、中点３３を第３基準位置６３に位置させた後に、第１検査穴３１を第１基準位置６１に位置させ、第２検査穴３２を第２基準位置６２に位置させるために必要な回転方向の補正量θ（度）を求める。 As shown in FIG. 6A, the control unit 50 first determines the correction amount x (mm) in the X direction and the correction amount y (mm) in the Y direction required to position the midpoint 33 at the third reference position 63. Ask. Further, it is necessary to position the midpoint 33 at the third reference position 63, then the first inspection hole 31 at the first reference position 61, and the second inspection hole 32 at the second reference position 62. Obtain the correction amount θ (degree) in the rotation direction.

次に、図６Ｂに示すように、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、積層ロボット２０が保持する単電池１１０の姿勢をＸ−Ｙの２軸方向に補正する。補正量は、Ｘ方向に補正量ｘ（ｍｍ）、Ｙ方向に補正量ｙ（ｍｍ）である。 Next, as shown in FIG. 6B, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and corrects the posture of the cell 110 held by the stacking robot 20 in the biaxial directions of XY. The correction amount is a correction amount x (mm) in the X direction and a correction amount y (mm) in the Y direction.

次に、図６Ｃに示すように、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、積層ロボット２０が保持する単電池１１０の姿勢をＺ軸を中心に回転補正する。補正量は、補正量θ（度）である。 Next, as shown in FIG. 6C, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and corrects the posture of the cell 110 held by the stacking robot 20 around the Z axis. The correction amount is the correction amount θ (degrees).

このようにして、制御部５０は、第１検査穴３１、第２検査穴３２、および中点３３をそれぞれ第１基準位置６１、第２基準位置６２、および第３基準位置６３に一致させるように、積層ロボット２０の作動を制御して単電池１１０の位置を補正する。 In this way, the control unit 50 aligns the first inspection hole 31, the second inspection hole 32, and the midpoint 33 with the first reference position 61, the second reference position 62, and the third reference position 63, respectively. In addition, the operation of the laminated robot 20 is controlled to correct the position of the cell 110.

図７、図８、および図９を参照して、電池スタック形成装置１０は、ロボットアーム２０ａ（図５Ａを参照）の先端に単電池１１０をハンドリングするハンドリングユニット７０が接続されている。ハンドリングユニット７０は、天板７１と、天板７１の上面側に配置されロボットアーム２０ａに接続される接続部７２と、天板７１の下面側に配置され単電池１１０の保持および保持解除が自在な保持部７３とを有している。 With reference to FIGS. 7, 8 and 9, the battery stack forming apparatus 10 has a handling unit 70 for handling the cell 110 connected to the tip of the robot arm 20a (see FIG. 5A). The handling unit 70 is arranged on the top plate 71, the connection portion 72 arranged on the upper surface side of the top plate 71 and connected to the robot arm 20a, and the lower surface side of the top plate 71, and can freely hold and release the cell 110. It has a holding portion 73.

天板７１は、電極タブ１１３側の縁辺に、上方から見て第１検査穴３１および第２検査穴３２の周辺の電極タブ１１３を露出させる窪み７１ａが形成されている。この窪み７１ａを通して、上方からカメラ４１によって、第１検査穴３１、第２検査穴３２、およびこれら検査穴３１、３２周辺の電極タブ１１３を撮像できる。 The top plate 71 is formed with a recess 71a on the edge of the electrode tab 113 side to expose the electrode tab 113 around the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 when viewed from above. Through the recess 71a, the first inspection hole 31, the second inspection hole 32, and the electrode tab 113 around these inspection holes 31, 32 can be imaged by the camera 41 from above.

保持部７３は、４箇所において、単電池１１０の本体部１１０Ｈの上面側を保持する。保持部７３は、本体部１１０Ｈを吸引する本体部用吸引パッド７４を有している。本体部用吸引パッド７４は、可撓性を有する蛇腹形状のカバー７４ａを有している。カバー７４ａの内部空間は、真空ポンプなどの吸引装置７５に連通している。積層ロボット２０がハンドリングユニット７０を搬入テーブル２１上の単電池１１０に向けて下降すると、カバー７４ａの下端縁が本体部１１０Ｈの上面に接触する。積層ロボット２０がハンドリングユニット７０をさらに下降すると、本体部用吸引パッド７４のカバー７４ａが弾性変形し、カバー７４ａの下端縁が本体部１１０Ｈの上面に押し付けられる。この状態において、吸引装置７５が作動される。本体部用吸引パッド７４は、負圧によって本体部１１０Ｈを吸引する。これによって、本体部１１０Ｈの上面が吸着保持される。積層ロボット２０によって治具２２の上への単電池１１０の積層が終わると、吸引装置７５の作動が停止され、本体部用吸引パッド７４内が大気開放される。これによって、本体部１１０Ｈの吸着保持が解除される。 The holding portion 73 holds the upper surface side of the main body portion 110H of the cell 110 at four locations. The holding portion 73 has a main body suction pad 74 that sucks the main body 110H. The main body suction pad 74 has a flexible bellows-shaped cover 74a. The internal space of the cover 74a communicates with a suction device 75 such as a vacuum pump. When the stacking robot 20 lowers the handling unit 70 toward the cell 110 on the carry-in table 21, the lower end edge of the cover 74a comes into contact with the upper surface of the main body 110H. When the stacking robot 20 further lowers the handling unit 70, the cover 74a of the suction pad 74 for the main body is elastically deformed, and the lower end edge of the cover 74a is pressed against the upper surface of the main body 110H. In this state, the suction device 75 is operated. The main body suction pad 74 sucks the main body 110H by a negative pressure. As a result, the upper surface of the main body 110H is sucked and held. When the stacking robot 20 finishes stacking the cell 110 on the jig 22, the operation of the suction device 75 is stopped, and the inside of the suction pad 74 for the main body is opened to the atmosphere. As a result, the suction holding of the main body 110H is released.

電極タブ１１３は、比較的剛性を有している。一方、外装材に一般的に適用されるラミネートフィルム１１２は可撓性を有している。また、電極タブ１１３が接続される発電要素１１１の集電箔は、非常に薄肉であり、電極タブ１１３に比べて剛性は非常に低い。このため、図１２に示すように、単電池１１０をハンドリングするために持ち上げると、電極タブ１１３の先端部１１３ｄは、本体部１１０Ｈに比べて垂れ下がる。このような状態において、基準部３０を上方から検出した場合には、本来の位置Ｐ１に比べてΔｘの誤差が生じる。画像位置補正のばらつきを小さくするため、撮像時の電極タブ１１３の姿勢の安定化が必要である。したがって、単電池１１０をハンドリングし、検出部４０によって基準部３０のそれぞれの位置を検出するときには、電極タブ１１３の姿勢を矯正する必要がある。 The electrode tab 113 has a relatively high rigidity. On the other hand, the laminate film 112 generally applied to the exterior material has flexibility. Further, the current collecting foil of the power generation element 111 to which the electrode tab 113 is connected is very thin, and the rigidity is very low as compared with the electrode tab 113. Therefore, as shown in FIG. 12, when the cell 110 is lifted for handling, the tip 113d of the electrode tab 113 hangs down as compared with the main body 110H. In such a state, when the reference unit 30 is detected from above, an error of Δx occurs as compared with the original position P1. In order to reduce the variation in image position correction, it is necessary to stabilize the posture of the electrode tab 113 at the time of imaging. Therefore, when the cell 110 is handled and the detection unit 40 detects each position of the reference unit 30, it is necessary to correct the posture of the electrode tab 113.

そこで、電池スタック形成装置１０は、電極タブ１１３が相対的に押し付けられる基準ブロック８０をさらに有している。電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に押し付けることによって電極タブ１１３の姿勢を矯正した状態において、検出部４０は基準部３０のそれぞれの位置を検出する。電極タブ１１３の姿勢を矯正することによって、基準部３０のそれぞれの位置を正確に検出することができる。 Therefore, the battery stack forming device 10 further has a reference block 80 to which the electrode tab 113 is relatively pressed. In a state where the posture of the electrode tab 113 is corrected by pressing the electrode tab 113 relative to the reference block 80, the detection unit 40 detects each position of the reference unit 30. By correcting the posture of the electrode tab 113, each position of the reference portion 30 can be accurately detected.

基準ブロック８０は、アノード側電極タブ１１３Ａおよびカソード側電極タブ１１３Ｋのそれぞれの位置に配置されている。基準ブロック８０は、取り付けブロック８１を介して、天板７１の下面に取り付けられている。基準ブロック８０の下面８０ａは、電極タブ１１３が相対的に押し付けられる面である。本実施形態においては、基準ブロック８０を天板７１に取り付け、基準ブロック８０を積層ロボット２０に設置している。このため、単電池１１０を保持してから検出部４０の位置まで移動している間に、電極タブ１１３の姿勢を矯正することができる。 The reference block 80 is arranged at each position of the anode side electrode tab 113A and the cathode side electrode tab 113K. The reference block 80 is attached to the lower surface of the top plate 71 via the attachment block 81. The lower surface 80a of the reference block 80 is a surface on which the electrode tab 113 is relatively pressed. In the present embodiment, the reference block 80 is attached to the top plate 71, and the reference block 80 is installed on the laminated robot 20. Therefore, the posture of the electrode tab 113 can be corrected while the cell 110 is held and then moved to the position of the detection unit 40.

図１０を参照して、電池スタック形成装置１０は、基準ブロック８０に対して電極タブ１１３を相対的に押し付ける押し付け部８２をさらに有している。押し付け部８２は、基準ブロック８０の側から電極タブ１１３を吸引するタブ用吸引パッド８３（吸引パッドに相当する）を有している。押し付け部８２は、単電池１１０の電極タブ１１３の下面側を保持する保持プレート８４をさらに有している。 With reference to FIG. 10, the battery stack forming apparatus 10 further includes a pressing portion 82 that presses the electrode tab 113 relative to the reference block 80. The pressing portion 82 has a tab suction pad 83 (corresponding to a suction pad) that sucks the electrode tab 113 from the side of the reference block 80. The pressing portion 82 further has a holding plate 84 that holds the lower surface side of the electrode tab 113 of the cell 110.

基準ブロック８０は、下面が開口した３個の凹部８０ｂを有している。３個の凹部８０ｂのそれぞれに、タブ用吸引パッド８３が配置されている。３個のタブ用吸引パッド８３によって、電極タブ１１３の上面側を保持する。タブ用吸引パッド８３は、可撓性を有する蛇腹形状のカバー８３ａを有している。カバー８３ａの内部空間は、吸引装置７５に連通している。 The reference block 80 has three recesses 80b having an open lower surface. A tab suction pad 83 is arranged in each of the three recesses 80b. The upper surface side of the electrode tab 113 is held by the three tab suction pads 83. The tab suction pad 83 has a flexible bellows-shaped cover 83a. The internal space of the cover 83a communicates with the suction device 75.

図１１Ａに示すように、タブ用吸引パッド８３が電極タブ１１３を吸引する前の状態においては、タブ用吸引パッド８３のカバー８３ａの下端縁は、基準ブロック８０の下面８０ａを超えて下方に伸びている。積層ロボット２０がハンドリングユニット７０を搬入テーブル２１上の単電池１１０に向けて下降すると、カバー８３ａ下端縁が電極タブ１１３の上面に接触する。 As shown in FIG. 11A, in the state before the tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113, the lower end edge of the cover 83a of the tab suction pad 83 extends downward beyond the lower surface 80a of the reference block 80. ing. When the stacking robot 20 lowers the handling unit 70 toward the cell 110 on the carry-in table 21, the lower end edge of the cover 83a comes into contact with the upper surface of the electrode tab 113.

図１１Ｂに示すように、積層ロボット２０がハンドリングユニット７０をさらに下降すると、タブ用吸引パッド８３のカバー８３ａが弾性変形し、カバー８３ａの下端縁が電極タブ１１３の上面に押し付けられる。この状態において、吸引装置７５が作動される。タブ用吸引パッド８３は、負圧によって電極タブ１１３を吸引する。これによって、電極タブ１１３の上面が吸着保持される。さらに、タブ用吸引パッド８３は基準ブロック８０の側から電極タブ１１３を吸引するため、電極タブ１１３が基準ブロック８０の下面８０ａに対して押し付けられる。基準ブロック８０は電極タブ１１３の上方に配置され、電極タブ１１３は基準ブロック８０に向けて押し上げられるように動作する。したがって、上方に向けて反り返った電極タブ１１３を安定した姿勢（水平に伸びている姿勢）に矯正することができる。 As shown in FIG. 11B, when the stacking robot 20 further lowers the handling unit 70, the cover 83a of the tab suction pad 83 is elastically deformed, and the lower end edge of the cover 83a is pressed against the upper surface of the electrode tab 113. In this state, the suction device 75 is operated. The tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113 by negative pressure. As a result, the upper surface of the electrode tab 113 is attracted and held. Further, since the tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113 from the side of the reference block 80, the electrode tab 113 is pressed against the lower surface 80a of the reference block 80. The reference block 80 is arranged above the electrode tab 113, and the electrode tab 113 operates so as to be pushed up toward the reference block 80. Therefore, the electrode tab 113 that is bent upward can be corrected to a stable posture (horizontally extending posture).

図７、および図１０に示すように、保持プレート８４は、単電池１１０の長手方向（Ｘ方向）に沿う端部に向かい合って配置されている。保持プレート８４は、Ｘ方向に伸びている駆動軸８５に取り付けられ、駆動軸８５を中心に回動自在に設けられている。駆動軸８５に固定された駆動プレート８６にアクチュエータの作動ロッド８７が連結されている。アクチュエータは、油圧シリンダ等の流体圧シリンダである。図１０に実線によって示すように作動ロッド８７が引き上げられた状態においては、保持プレート８４は、下方に向かって伸びる位置に回転する。この状態においては、保持プレート８４は、電極タブ１１３の下面側の保持を解除する。一方、図１０に破線によって示すように作動ロッド８７が押し下げられた状態においては、保持プレート８４は、水平方向に向かって伸びる位置に回転する。この状態においては、保持プレート８４は、第１スペーサー１１４を介して、電極タブ１１３の下面側を保持する。保持プレート８４は、電極タブ１１３の下面側を保持することによって、基準ブロック８０に対して電極タブ１１３を押し付ける。保持プレート８４によって、垂れ下がった電極タブ１１３を安定した姿勢（水平に伸びている姿勢）に矯正することができる。 As shown in FIGS. 7 and 10, the holding plate 84 is arranged to face the end of the cell 110 along the longitudinal direction (X direction). The holding plate 84 is attached to a drive shaft 85 extending in the X direction, and is rotatably provided around the drive shaft 85. The actuating rod 87 of the actuator is connected to the drive plate 86 fixed to the drive shaft 85. The actuator is a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder. As shown by the solid line in FIG. 10, when the operating rod 87 is pulled up, the holding plate 84 rotates in a position where it extends downward. In this state, the holding plate 84 releases the holding of the lower surface side of the electrode tab 113. On the other hand, when the operating rod 87 is pushed down as shown by the broken line in FIG. 10, the holding plate 84 rotates at a position extending in the horizontal direction. In this state, the holding plate 84 holds the lower surface side of the electrode tab 113 via the first spacer 114. The holding plate 84 presses the electrode tab 113 against the reference block 80 by holding the lower surface side of the electrode tab 113. The holding plate 84 can correct the hanging electrode tab 113 to a stable posture (horizontally extending posture).

図７に示すように、電池スタック形成装置１０は、本体部１１０Ｈの下面側を保持する本体部用保持プレート８８を有している。本体部用保持プレート８８は、単電池１１０の長手方向（Ｘ方向）に沿う端部に向かい合って配置されている。本体部用保持プレート８８は、駆動軸８５に取り付けられ、駆動軸８５を中心に回動自在に設けられている。本体部用保持プレート８８は、保持プレート８４と同期して回転する。保持プレート８４が電極タブ１１３の下面側を保持するときには、本体部用保持プレート８８も本体部１１０Ｈの下面側を保持する。一方、保持プレート８４が電極タブ１１３の下面側の保持を解除するときには、本体部用保持プレート８８も本体部１１０Ｈの下面側の保持を解除する。本体部用保持プレート８８が本体部１１０Ｈの下面側保持することによって、ハンドリングユニット７０が移動するときに、保持部７３から単電池１１０が脱落することを防止できる。したがって、積層ロボット２０による単電池１１０の移動速度を早くすることによって、単電池１１０を迅速に積層でき、電池スタック１１０Ｓの生産性が向上する。 As shown in FIG. 7, the battery stack forming device 10 has a main body holding plate 88 that holds the lower surface side of the main body 110H. The holding plate 88 for the main body is arranged so as to face the end portion of the cell 110 along the longitudinal direction (X direction). The holding plate 88 for the main body is attached to the drive shaft 85 and is rotatably provided around the drive shaft 85. The holding plate 88 for the main body rotates in synchronization with the holding plate 84. When the holding plate 84 holds the lower surface side of the electrode tab 113, the main body holding plate 88 also holds the lower surface side of the main body 110H. On the other hand, when the holding plate 84 releases the holding of the lower surface side of the electrode tab 113, the holding plate 88 for the main body also releases the holding of the lower surface side of the main body 110H. By holding the holding plate 88 for the main body on the lower surface side of the main body 110H, it is possible to prevent the cell 110 from falling off from the holding 73 when the handling unit 70 moves. Therefore, by increasing the moving speed of the cell 110 by the stacking robot 20, the cell 110 can be stacked quickly, and the productivity of the battery stack 110S is improved.

（電池スタック形成装置１０における単電池１１０の積層手順）
次に、図１３を参照して、電池スタック形成装置１０における単電池１１０の積層手順を説明する。(Procedure for stacking the cell 110 in the battery stack forming device 10)
Next, the procedure for stacking the cell 110 in the battery stack forming apparatus 10 will be described with reference to FIG.

ステップＳ１１において、積層対象の単電池１１０が搬入テーブル２１の上に搬入される。 In step S11, the cell 110 to be stacked is carried onto the carry-in table 21.

ステップＳ１２において、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、ロボットアーム２０ａ先端のハンドリングユニット７０を単電池１１０の上に移動させる。 In step S12, the control unit 50 controls the operation of the laminated robot 20 and moves the handling unit 70 at the tip of the robot arm 20a onto the cell 110.

ステップＳ１３において、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、ハンドリングユニット７０を搬入テーブル２１上の単電池１１０に向けて下降させる。ハンドリングユニット７０の下降に伴って、本体部用吸引パッド７４のカバー７４ａの下端縁が本体部１１０Ｈの上面に接触する。また、タブ用吸引パッド８３のカバー８３ａの下端縁が電極タブ１１３の上面に接触する。ハンドリングユニット７０がさらに下降すると、本体部用吸引パッド７４のカバー７４ａが弾性変形し、カバー７４ａの下端縁が本体部１１０Ｈの上面に押し付けられる。また、タブ用吸引パッド８３のカバー８３ａが弾性変形し、カバー８３ａの下端縁が電極タブ１１３の上面に押し付けられる。 In step S13, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and lowers the handling unit 70 toward the cell 110 on the carry-in table 21. As the handling unit 70 descends, the lower end edge of the cover 74a of the main body suction pad 74 comes into contact with the upper surface of the main body 110H. Further, the lower end edge of the cover 83a of the tab suction pad 83 comes into contact with the upper surface of the electrode tab 113. When the handling unit 70 is further lowered, the cover 74a of the suction pad 74 for the main body is elastically deformed, and the lower end edge of the cover 74a is pressed against the upper surface of the main body 110H. Further, the cover 83a of the tab suction pad 83 is elastically deformed, and the lower end edge of the cover 83a is pressed against the upper surface of the electrode tab 113.

この状態において、制御部５０は、吸引装置７５を作動させる。本体部用吸引パッド７４は、負圧によって本体部１１０Ｈを吸引する。これによって、本体部１１０Ｈの上面が吸着保持される。タブ用吸引パッド８３は、負圧によって電極タブ１１３を吸引する。これによって、電極タブ１１３の上面が吸着保持される。さらに、タブ用吸引パッド８３は基準ブロック８０の側から電極タブ１１３を吸引するため、電極タブ１１３が基準ブロック８０の下面８０ａに対して押し付けられる（図１１Ｂを参照）。 In this state, the control unit 50 operates the suction device 75. The main body suction pad 74 sucks the main body 110H by a negative pressure. As a result, the upper surface of the main body 110H is sucked and held. The tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113 by negative pressure. As a result, the upper surface of the electrode tab 113 is attracted and held. Further, since the tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113 from the side of the reference block 80, the electrode tab 113 is pressed against the lower surface 80a of the reference block 80 (see FIG. 11B).

ステップＳ１４において、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、ハンドリングユニット７０を上昇させ、吸着保持した単電池１１０を搬入テーブル２１から持ち上げる。その後に、制御部５０は、アクチュエータの作動を制御し、作動ロッド８７を押し下げ、保持プレート８４を水平方向に向かって伸びる位置に回転させる（図１０を参照）。これによって、保持プレート８４は、第１スペーサー１１４を介して、電極タブ１１３の下面側を保持する。保持プレート８４は、電極タブ１１３の下面側を保持することによって、基準ブロック８０に対して電極タブ１１３を押し付ける。 In step S14, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20, raises the handling unit 70, and lifts the suction-held cell 110 from the carry-in table 21. After that, the control unit 50 controls the operation of the actuator, pushes down the operation rod 87, and rotates the holding plate 84 to a position extending in the horizontal direction (see FIG. 10). As a result, the holding plate 84 holds the lower surface side of the electrode tab 113 via the first spacer 114. The holding plate 84 presses the electrode tab 113 against the reference block 80 by holding the lower surface side of the electrode tab 113.

タブ用吸引パッド８３が電極タブ１１３を上面側から吸引し、これに加えて、保持プレート８４が電極タブ１１３を下面側から押し上げることによって、電極タブ１１３は基準ブロック８０の下面８０ａに対して押し付けられる（ステップＳ１２、ステップＳ１３）。この結果、電極タブ１１３の変形や撓みが矯正され、電極タブ１１３の姿勢が矯正される（ステップＳ１５）。 The tab suction pad 83 sucks the electrode tab 113 from the upper surface side, and in addition, the holding plate 84 pushes up the electrode tab 113 from the lower surface side, so that the electrode tab 113 is pressed against the lower surface 80a of the reference block 80. (Step S12, step S13). As a result, the deformation and bending of the electrode tab 113 are corrected, and the posture of the electrode tab 113 is corrected (step S15).

ステップＳ１６において、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、吸着保持した単電池１１０を検出部４０が配置された位置に移動させる。単電池１１０は、電極タブ１１３がカメラ４１の下方に位置するように移動される。電極タブ１１３の第１検査穴３１、第２検査穴３２、およびこれら検査穴３１、３２周辺は、天板７１の窪み７１ａを通してカメラ４１に向かい合う。 In step S16, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and moves the suction-held cell 110 to the position where the detection unit 40 is arranged. The cell 110 is moved so that the electrode tab 113 is located below the camera 41. The first inspection hole 31, the second inspection hole 32, and the periphery of these inspection holes 31, 32 of the electrode tab 113 face the camera 41 through the recess 71a of the top plate 71.

ステップＳ１７において、制御部５０は、カメラ４１の作動を制御し、第１検査穴３１、第２検査穴３２、およびこれら検査穴３１、３２周辺の電極タブ１１３を撮像する。 In step S17, the control unit 50 controls the operation of the camera 41 and images the first inspection hole 31, the second inspection hole 32, and the electrode tab 113 around these inspection holes 31, 32.

ステップＳ１８において、制御部５０は、カメラ４１によって撮像した画像データが入力され、画像データを画像解析することによって、第１検査穴３１および第２検査穴３２のそれぞれの位置を求める。 In step S18, the control unit 50 receives the image data captured by the camera 41 and obtains the positions of the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 by performing image analysis on the image data.

ステップＳ１９において、制御部５０は、検出した第１検査穴３１の中心位置および第２検査穴３２の中心位置に基づいて、第１検査穴３１と第２検査穴３２とを結ぶ線分の中点３３の位置を求める。 In step S19, the control unit 50 is in the line segment connecting the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32 based on the detected center position of the first inspection hole 31 and the center position of the second inspection hole 32. Find the position of point 33.

ステップＳ２０において、制御部５０は、予め設定された単電池１１０の積層基準位置６０に対して、単電池１１０の姿勢の補正量（ｘ、ｙ、θ）を求める。積層基準位置６０は、第１検査穴３１を位置させる第１基準位置６１、第２検査穴３２を位置させる第２基準位置６２、および中点３３を位置させる第３基準位置６３である。図６Ａに示すように、制御部５０は、中点３３を第３基準位置６３に位置させるために必要なＸ方向の補正量ｘ（ｍｍ）、Ｙ方向の補正量ｙ（ｍｍ）を求める。さらに、中点３３を第３基準位置６３に位置させた後に、第１検査穴３１を第１基準位置６１に位置させ、第２検査穴３２を第２基準位置６２に位置させるために必要な回転方向の補正量θ（度）を求める。 In step S20, the control unit 50 obtains the correction amount (x, y, θ) of the posture of the cell 110 with respect to the preset stacking reference position 60 of the cell 110. The stacking reference position 60 is a first reference position 61 for locating the first inspection hole 31, a second reference position 62 for locating the second inspection hole 32, and a third reference position 63 for locating the midpoint 33. As shown in FIG. 6A, the control unit 50 obtains the correction amount x (mm) in the X direction and the correction amount y (mm) in the Y direction required to position the midpoint 33 at the third reference position 63. Further, it is necessary to position the midpoint 33 at the third reference position 63, then the first inspection hole 31 at the first reference position 61, and the second inspection hole 32 at the second reference position 62. Obtain the correction amount θ (degree) in the rotation direction.

ステップＳ２１おいて、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、演算した補正量（ｘ、ｙ、θ）に基づいて、単電池１１０の姿勢を補正する。図６Ｂに示すように、制御部５０は、積層ロボット２０が保持する単電池１１０の姿勢をＸ−Ｙの２軸方向に補正する。補正量は、Ｘ方向に補正量ｘ（ｍｍ）、Ｙ方向に補正量ｙ（ｍｍ）である。さらに、図６Ｃに示すように、制御部５０は、積層ロボット２０が保持する単電池１１０の姿勢をＺ軸を中心に回転補正する。補正量は、補正量θ（度）である。 In step S21, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20 and corrects the posture of the cell 110 based on the calculated correction amount (x, y, θ). As shown in FIG. 6B, the control unit 50 corrects the posture of the cell 110 held by the stacking robot 20 in the biaxial directions of XY. The correction amount is a correction amount x (mm) in the X direction and a correction amount y (mm) in the Y direction. Further, as shown in FIG. 6C, the control unit 50 rotates and corrects the posture of the cell 110 held by the stacking robot 20 about the Z axis. The correction amount is the correction amount θ (degrees).

ステップＳ２２おいて、制御部５０は、積層ロボット２０の作動を制御し、第１検査穴３１、第２検査穴３２、および中点３３をそれぞれ第１基準位置６１、第２基準位置６２、および第３基準位置６３に一致させた状態において、単電池１１０を治具２２の上に積層する。 In step S22, the control unit 50 controls the operation of the stacking robot 20, and places the first inspection hole 31, the second inspection hole 32, and the midpoint 33 at the first reference position 61, the second reference position 62, and the middle point 33, respectively. The cell 110 is laminated on the jig 22 in a state of matching with the third reference position 63.

単電池１１０の積層が終わると、制御部５０は、吸引装置７５の作動を停止させ、本体部用吸引パッド７４内、およびタブ用吸引パッド８３内を大気開放する。これによって、本体部１１０Ｈおよび電極タブ１１３の吸着保持が解除される。 When the stacking of the cell 110 is completed, the control unit 50 stops the operation of the suction device 75 and opens the inside of the suction pad 74 for the main body and the inside of the suction pad 83 for the tab to the atmosphere. As a result, the suction holding of the main body 110H and the electrode tab 113 is released.

所定枚数の積層が終了していない場合には（ステップＳ２３、ＮＯ）、電極タブ１１３に設けた基準部３０の位置を積層基準位置６０に一致させて単電池１１０を順次積層する（ステップＳ１１〜Ｓ２２）。所定枚数の積層が終了した場合には（ステップＳ２３、ＹＥＳ）、電池スタック１１０Ｓの形成が完了する。 When the stacking of a predetermined number of sheets is not completed (steps S23, NO), the cell units 110 are sequentially stacked by matching the position of the reference portion 30 provided on the electrode tab 113 with the stacking reference position 60 (steps S11 to 1). S22). When the stacking of a predetermined number of sheets is completed (step S23, YES), the formation of the battery stack 110S is completed.

以上説明したように、本実施形態の電池スタック形成装置１０は、単電池１１０を保持して積層する積層ロボット２０と、積層ロボット２０によって保持された単電池１１０の電極タブ１１３における少なくとも２箇所に設定された基準部３０の位置を検出する検出部４０（カメラ４１）と、制御部５０とを有している。制御部５０は、積層ロボット２０によって単電池１１０を保持し、検出部４０によって基準部３０のそれぞれの位置を検出し、基準部３０のそれぞれの位置を、電池スタック１１０Ｓを形成するときの予め設定された積層基準位置６０のそれぞれに一致させて積層する。 As described above, the battery stack forming apparatus 10 of the present embodiment is provided at least at two locations on the stacking robot 20 that holds and stacks the cell 110 and the electrode tab 113 of the cell 110 that is held by the stacking robot 20. It has a detection unit 40 (camera 41) that detects the position of the set reference unit 30, and a control unit 50. The control unit 50 holds the cell 110 by the stacking robot 20, detects each position of the reference unit 30 by the detection unit 40, and sets each position of the reference unit 30 in advance when forming the battery stack 110S. Lamination is performed so as to match each of the stacking reference positions 60.

また、本実施形態の電池スタック形成方法は、電極タブ１１３の少なくとも２箇所に設定された基準部３０の位置を検出し、基準部３０のそれぞれの位置を、電池スタック１１０Ｓを形成するときの予め設定された積層基準位置６０のそれぞれに一致させて、複数枚の単電池１１０を積層する。 Further, in the battery stack forming method of the present embodiment, the positions of the reference portions 30 set at at least two positions of the electrode tab 113 are detected, and the respective positions of the reference portions 30 are set in advance when the battery stack 110S is formed. A plurality of cells 110 are stacked so as to match each of the set stacking reference positions 60.

このように構成することによって、電池スタック１１０Ｓにおける積層された単電池１１０のそれぞれは、電極タブ１１３に設けた少なくとも２箇所の基準部３０の位置が積層基準位置６０に一致し、単電池１１０の位置を高精度に保って単電池１１０を積層することができる。電極タブ１１３の位置のばらつきが小さくなる結果、電極タブ１１３とバスバー１３２とをレーザー溶接等によって接合する場合の溶接品質を安定させることが可能となる。 With this configuration, in each of the stacked cell units 110 in the battery stack 110S, the positions of at least two reference portions 30 provided on the electrode tab 113 coincide with the stacking reference position 60, and the unit cells 110 The cells 110 can be stacked while maintaining the position with high accuracy. As a result of reducing the variation in the positions of the electrode tabs 113, it is possible to stabilize the welding quality when the electrode tabs 113 and the bus bar 132 are joined by laser welding or the like.

電池スタック形成装置１０は、電極タブ１１３が相対的に押し付けられる基準ブロック８０をさらに有し、電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に押し付けることによって電極タブ１１３の姿勢を矯正した状態において、検出部４０は基準部３０のそれぞれの位置を検出する。 The battery stack forming device 10 further has a reference block 80 to which the electrode tab 113 is relatively pressed, and detects the electrode tab 113 in a state where the posture of the electrode tab 113 is corrected by pressing the electrode tab 113 relative to the reference block 80. The unit 40 detects each position of the reference unit 30.

また、電池スタック形成方法は、基準部３０の位置を検出するときに、電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に押し付けることによって、電極タブ１１３の姿勢を矯正する。 Further, the battery stack forming method corrects the posture of the electrode tab 113 by pressing the electrode tab 113 relative to the reference block 80 when detecting the position of the reference portion 30.

このように構成することによって、電極タブ１１３の姿勢が矯正され、基準部３０のそれぞれの位置を正確に検出することができる。 With this configuration, the posture of the electrode tab 113 is corrected, and the respective positions of the reference portions 30 can be accurately detected.

電池スタック形成装置１０は、基準ブロック８０が積層ロボット２０に設置されている。 In the battery stack forming device 10, the reference block 80 is installed in the stacking robot 20.

このように構成することによって、単電池１１０を保持してから検出部４０の位置まで移動している間に、電極タブ１１３の姿勢を矯正することができる。したがって、電極タブ１１３の姿勢を矯正するためだけに使用する時間を削減することによって、単電池１１０を迅速に積層でき、電池スタック１１０Ｓの生産性が向上する。 With this configuration, the posture of the electrode tab 113 can be corrected while the cell 110 is held and then moved to the position of the detection unit 40. Therefore, by reducing the time used only for correcting the posture of the electrode tab 113, the cell units 110 can be quickly stacked, and the productivity of the battery stack 110S is improved.

電池スタック形成装置１０は、基準ブロック８０に対して電極タブ１１３を相対的に押し付ける押し付け部８２をさらに有している。 The battery stack forming device 10 further includes a pressing portion 82 that presses the electrode tab 113 relative to the reference block 80.

このように構成することによって、押し付け部８２によって電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に確実に押し付けることができる。この結果、電極タブ１１３の姿勢（撓みや反りなど）を確実に矯正することができ、検出した基準部３０の位置精度が向上する。 With this configuration, the electrode tab 113 can be relatively reliably pressed against the reference block 80 by the pressing portion 82. As a result, the posture (deflection, warpage, etc.) of the electrode tab 113 can be reliably corrected, and the position accuracy of the detected reference portion 30 is improved.

押し付け部８２は、基準ブロック８０の側から電極タブ１１３を真空吸引するタブ用吸引パッド８３を有している。 The pressing portion 82 has a tab suction pad 83 that vacuum-sucks the electrode tab 113 from the side of the reference block 80.

また、電池スタック形成方法は、電極タブ１１３を真空吸引することによって、電極タブ１１３を基準ブロック８０に押し付けている。 Further, in the battery stack forming method, the electrode tab 113 is pressed against the reference block 80 by vacuum suctioning the electrode tab 113.

このように構成することによって、基準ブロック８０は負圧を利用した吸着プレートとして機能し、電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に確実に押し付けることができる。この結果、電極タブ１１３の姿勢（撓みや反りなど）を確実に矯正することができ、検出した基準部３０の位置精度が向上する。 With this configuration, the reference block 80 functions as a suction plate utilizing negative pressure, and the electrode tab 113 can be relatively reliably pressed against the reference block 80. As a result, the posture (deflection, warpage, etc.) of the electrode tab 113 can be reliably corrected, and the position accuracy of the detected reference portion 30 is improved.

押し付け部８２は、単電池１１０の電極タブ１１３の下面側を保持する保持プレート８４をさらに有している。 The pressing portion 82 further has a holding plate 84 that holds the lower surface side of the electrode tab 113 of the cell 110.

このように構成することによって、電極タブ１１３の下面側を保持プレート８４によって保持して、電極タブ１１３を基準ブロック８０に相対的に押し付けることができる。この結果、電極タブ１１３の姿勢（撓みや反りなど）を確実に矯正することができ、検出した基準部３０の位置精度が向上する。 With this configuration, the lower surface side of the electrode tab 113 can be held by the holding plate 84, and the electrode tab 113 can be pressed relative to the reference block 80. As a result, the posture (deflection, warpage, etc.) of the electrode tab 113 can be reliably corrected, and the position accuracy of the detected reference portion 30 is improved.

電極タブ１１３の基準部３０は、第１検査穴３１（第１基準部３１）と第２検査穴３２（第２基準部３２）とを含み、積層基準位置６０は、第１検査穴３１を位置させる第１基準位置６１、第２検査穴３２を位置させる第２基準位置６２、および第１基準位置６１と第２基準位置６２とを結ぶ線分の中点を位置させる第３基準位置６３を含んでいる。制御部５０は、検出部４０によって検出された第１検査穴３１の位置、第２検査穴３２の位置、および第１検査穴３１と第２検査穴３２とを結ぶ線分の中点３３の位置を、それぞれ第１基準位置６１、第２基準位置６２、および第３基準位置６３に一致させるように、積層ロボット２０の作動を制御して単電池１１０の位置を補正する。 The reference portion 30 of the electrode tab 113 includes a first inspection hole 31 (first reference portion 31) and a second inspection hole 32 (second reference portion 32), and the stacking reference position 60 includes the first inspection hole 31. The first reference position 61 to be positioned, the second reference position 62 to position the second inspection hole 32, and the third reference position 63 to position the midpoint of the line segment connecting the first reference position 61 and the second reference position 62. Includes. The control unit 50 is located at the position of the first inspection hole 31 detected by the detection unit 40, the position of the second inspection hole 32, and the midpoint 33 of the line segment connecting the first inspection hole 31 and the second inspection hole 32. The operation of the stacking robot 20 is controlled to correct the position of the cell 110 so that the positions match the first reference position 61, the second reference position 62, and the third reference position 63, respectively.

このように構成することによって、電池スタック１１０Ｓにおける積層された単電池１１０のそれぞれは、電極タブ１１３上の３箇所の位置が３箇所の積層基準位置６０に一致する。したがって、単電池１１０の位置を一層高精度に保って単電池１１０を積層することができる。 With this configuration, each of the stacked cell units 110 in the battery stack 110S has three positions on the electrode tab 113 that coincide with the three stacking reference positions 60. Therefore, the cells 110 can be stacked while maintaining the position of the cells 110 with higher accuracy.

（変形例）
図１４Ａは、電極タブ１１３に設定される基準部３０の上述した実施形態の例を示す平面図であり、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、および図１６Ｂは、基準部９０の改変例１〜５を示す平面図である。(Modification example)
14A is a plan view showing an example of the above-described embodiment of the reference unit 30 set on the electrode tab 113, and FIGS. 14B, 15A, 15B, 16A, and 16B are modifications of the reference unit 90. It is a top view which shows Example 1-5.

電極タブ１１３に設定する基準部３０は、図１４Ａに示される実施形態の例には限定されない。 The reference unit 30 set on the electrode tab 113 is not limited to the example of the embodiment shown in FIG. 14A.

例えば、図１４Ｂに示す改変例１のように、アノード側電極タブ１１３Ａおよびカソード側電極タブ１１３Ｋのうちの一方（図示例ではカソード側電極タブ１１３Ｋ）にのみ、２個の基準部９０を設けることができる。 For example, as in Modification 1 shown in FIG. 14B, two reference portions 90 are provided only on one of the anode side electrode tab 113A and the cathode side electrode tab 113K (cathode side electrode tab 113K in the illustrated example). Can be done.

本発明は、外装材の向かい合う２辺から電極タブ１１３を導出した単電池１１０についても適用することができる。図１５Ａに示す改変例２のように、アノード側電極タブ１１３Ａおよびカソード側電極タブ１１３Ｋのそれぞれに１個の基準部９０を設けることができる。図１５Ｂに示す改変例３のように、カソード側電極タブ１１３Ｋにのみ、２個の基準部９０を設けることができる。 The present invention can also be applied to the cell 110 in which the electrode tab 113 is derived from the two opposite sides of the exterior material. As in the modified example 2 shown in FIG. 15A, one reference portion 90 can be provided for each of the anode side electrode tab 113A and the cathode side electrode tab 113K. As in the modified example 3 shown in FIG. 15B, two reference portions 90 can be provided only on the cathode side electrode tab 113K.

基準部９０は貫通穴から形成する場合に限定されない。図１６Ａに示す改変例４のように、基準部９１は切り欠きから形成することができる。図１６Ｂに示す改変例５のように、貫通穴から形成した基準部９０と、切り欠きから形成した基準部９１とを組み合わせて使用することができる。 The reference portion 90 is not limited to the case where it is formed from a through hole. As in the modified example 4 shown in FIG. 16A, the reference portion 91 can be formed from the notch. As in the modified example 5 shown in FIG. 16B, the reference portion 90 formed from the through hole and the reference portion 91 formed from the notch can be used in combination.

（その他の変形例）
本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、適宜改変することができる。(Other variants)
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be appropriately modified.

例えば、電極タブ１１３の側を移動させて基準ブロック８０に押し付ける実施形態を示したが、電極タブ１１３の姿勢を矯正するためには、電極タブ１１３と基準ブロック８０とが相対的に押し付けられればよい。したがって、基準ブロック８０の側を移動させて電極タブ１１３に押し付ける形態に改変できる。 For example, although the embodiment of pressing by moving the side of the electrode tab 113 to the reference block 80, in order to correct the orientation of the electrode tabs 113, and electrode tabs 113 and the reference block 80 is pressed in relative manner Just do it. Therefore, the form can be modified so that the side of the reference block 80 is moved and pressed against the electrode tab 113.

基準ブロック８０を積層ロボット２０に設置した実施形態を示したが、基準ブロック８０は、電極タブ１１３の姿勢を矯正する機能を有していればよく、積層ロボット２０とは別個の位置に配置することも可能である。 Although the embodiment in which the reference block 80 is installed on the laminated robot 20, the reference block 80 only needs to have a function of correcting the posture of the electrode tab 113, and is arranged at a position different from that of the laminated robot 20. It is also possible.

基準ブロック８０に対して電極タブ１１３を相対的に押し付ける押し付け部８２として、電極タブ１１３を真空吸引するタブ用吸引パッド８３、および電極タブ１１３の下面側を保持する保持プレート８４を備える実施形態を示した。ただし、押し付け部８２として、タブ用吸引パッド８３および保持プレート８４の両方を設けなくてもよい。タブ用吸引パッド８３および保持プレート８４のいずれか一方のみを備えることができる。また、電極タブ１１３を真空吸引する構成に限定されない。磁力あるいは静電気を利用して電極タブ１１３を吸引し、基準ブロック８０に押し付ける構成に改変できる。 An embodiment including a tab suction pad 83 for vacuum-sucking the electrode tab 113 and a holding plate 84 for holding the lower surface side of the electrode tab 113 as a pressing portion 82 for pressing the electrode tab 113 relative to the reference block 80. Indicated. However, it is not necessary to provide both the tab suction pad 83 and the holding plate 84 as the pressing portion 82. Only one of the tab suction pad 83 and the holding plate 84 can be provided. Further, the configuration is not limited to the configuration in which the electrode tab 113 is vacuum-sucked. The electrode tab 113 can be attracted by using magnetic force or static electricity and pressed against the reference block 80.

検出部４０によって電極タブ１１３の基準部３０のそれぞれの位置を検出する具体的な処理や、基準部３０のそれぞれの位置を積層基準位置６０のそれぞれに一致させる具体的な処理は、上述した例に限定されるものではなく、適宜改変してよい。 Specific processing for detecting each position of the reference unit 30 of the electrode tab 113 by the detection unit 40 and specific processing for matching each position of the reference unit 30 with each of the stacking reference positions 60 are the above-mentioned examples. It is not limited to, and may be modified as appropriate.

１０電池スタック形成装置、
２０積層ロボット、
２０ａロボットアーム、
２１搬入テーブル、
２２治具、
３０基準部、
３１第１検査穴（第１基準部）、
３２第２検査穴（第２基準部）、
３３中点、
４０検出部、
４１カメラ、
５０制御部、
６０積層基準位置、
６１第１基準位置、
６２第２基準位置、
６３第３基準位置、
７０ハンドリングユニット、
７１天板、
７１ａ窪み、
７２接続部、
７３保持部、
７４本体部用吸引パッド、
７４ａカバー、
７５吸引装置、
８０基準ブロック、
８０ａ下面、
８０ｂ凹部、
８１取り付けブロック、
８２押し付け部、
８３タブ用吸引パッド（吸引パッド）、
８３ａカバー、
８４保持プレート、
８５駆動軸、
８６駆動プレート、
８７作動ロッド、
８８本体部用保持プレート、
９０基準部、
９１基準部、
１００電池モジュール、
１１０単電池、
１１０Ｈ本体部、
１１０Ｓ電池スタック、
１１１発電要素、
１１２ラミネートフィルム、
１１３電極タブ、
１１３Ａアノード側電極タブ、
１１３Ｋカソード側電極タブ、
１１３ｃ基端部、
１１３ｄ先端部、
１１４第１スペーサー、
１１５第２スペーサー、
１３２バスバー。10 Battery stack forming device,
20 stacked robots,
20a robot arm,
21 Carry-in table,
22 Jig,
30 reference section,
31 1st inspection hole (1st reference part),
32 Second inspection hole (second reference part),
33 midpoint,
40 detector,
41 camera,
50 Control unit,
60 stacking reference position,
61 1st reference position,
62 Second reference position,
63 Third reference position,
70 handling unit,
71 Top plate,
71a dent,
72 Connections,
73 Holding part,
74 Suction pad for the main body,
74a cover,
75 suction device,
80 reference block,
80a bottom surface,
80b recess,
81 mounting block,
82 Pressing part,
83 Suction pad for tab (suction pad),
83a cover,
84 holding plate,
85 drive shaft,
86 drive plate,
87 Acting rod,
88 Main body holding plate,
90 reference part,
91 reference part,
100 battery module,
110 cell,
110H body,
110S battery stack,
111 power generation element,
112 Laminated film,
113 Electrode tab,
113A Anode side electrode tab,
113K cathode side electrode tab,
113c base end,
113d tip,
114 1st spacer,
115 Second spacer,
132 Busbar.

Claims

A battery stack forming device for forming a battery stack by stacking a plurality of flat cell cells including a main body including a power generation element and an electrode tab in the thickness direction of the main body.
A stacking robot that holds and stacks the cells,
A detection unit that detects the positions of reference units set at at least two locations on the electrode tab of the unit cell held by the stacking robot, and
A control unit that controls the operation of the laminated robot and the detection unit, and
It has a reference block, to which the electrode tabs are relatively pressed, and
The control unit holds the cell by the stacking robot, and in a state where the posture of the electrode tab is corrected by pressing the electrode tab relative to the reference block, each of the reference units is corrected by the detection unit. A battery stack forming apparatus that detects a position and stacks each position of the reference unit in accordance with each of the preset stacking reference positions when forming the battery stack.

The battery stack forming device according to claim 1, wherein the reference block is installed in the laminated robot.

The battery stack forming apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a pressing portion for pressing the electrode tab relative to the reference block.

The battery stack forming apparatus according to claim 3, wherein the pressing portion has a suction pad that vacuum-sucks the electrode tab from the side of the reference block.

The battery stack forming apparatus according to claim 3 or 4, wherein the pressing portion further has a holding plate for holding the lower surface side of the electrode tab of the cell.

The reference portion of the electrode tab includes a first reference portion and a second reference portion.
The stacking reference position is a first reference position for locating the first reference portion, a second reference position for locating the second reference portion, and a line segment connecting the first reference position and the second reference position. Includes a third reference position to position the midpoint
The control unit is the position of the first reference unit detected by the detection unit, the position of the second reference unit, and the position of the midpoint of the line segment connecting the first reference unit and the second reference unit. 1 to 5 to correct the position of the cell by controlling the operation of the stacking robot so as to match the first reference position, the second reference position, and the third reference position, respectively. The battery stack forming apparatus according to any one of the above items.

A battery stack forming method for forming a battery stack by stacking a plurality of flat cell cells including a main body including a power generation element and an electrode tab in the thickness direction of the main body.
By pressing the electrode tab relative to the reference block, the positions of the reference portions set at at least two positions of the electrode tab are detected in a state where the posture of the electrode tab is corrected.
A battery stack forming method in which a plurality of the cells are laminated by matching each position of the reference portion with each of the preset stacking reference positions when forming the battery stack.

The battery stack forming method according to claim 7, wherein the electrode tab is pressed against the reference block by vacuum suctioning the electrode tab.